某同學看到“利用零價鐵還原NO3-脫除地下水中硝酸鹽”的相關資料后，利用如下裝置探究鐵粉與KNO3溶液的反應．實驗過程如下：
i.打開彈簧夾，緩慢通入N2，并保持后續(xù)反應均在N2氛圍中進行；
ii.加入pH 已調至2.5 的 0.01mol?L-1KNO3酸性溶液100mL，一段時間后鐵粉部分溶解，
溶液逐漸變?yōu)闇\綠色；待鐵粉不再溶解，靜置后發(fā)現(xiàn)，剩余固體表面有少量白色物
質附著；
iii.過濾剩余固體時，表面的白色物質變?yōu)榧t褐色；
iv.檢測到濾液中存在NO3-、NH4+和Fe2+．
（1）通入N2并保持后續(xù)反應均在N2 氛圍中進行的實驗目的是 避免空氣中氧氣對Fe與NO3-離子反應的干擾避免空氣中氧氣對Fe與NO3-離子反應的干擾．
（2）白色物質是 Fe（OH）2Fe（OH）2，用化學方程式解釋其變?yōu)榧t褐色的原因：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）34Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3．
（3）用K3[Fe（CN）6]檢驗濾液中Fe2+的實驗方案是 取濾液，加入幾滴K3[Fe（CN）6]溶液，有藍色沉淀生成，證明濾液中存Fe2+，取濾液，加入幾滴K3[Fe（CN）6]溶液，有藍色沉淀生成，證明濾液中存Fe2+，．
（4）取少量濾液，向其中加入幾滴KSCN 溶液，無明顯現(xiàn)象；再加入幾滴稀硫酸，溶液呈紅色．溶液變成紅色的原因是 溶液中存在Fe2+、NO3-離子，加入硫酸，發(fā)生反應：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，生成的Fe3+和SCN-反應使溶液呈紅色溶液中存在Fe2+、NO3-離子，加入硫酸，發(fā)生反應：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，生成的Fe3+和SCN-反應使溶液呈紅色．
（5）該同學進一步查閱資料發(fā)現(xiàn)，用鐵粉、碳粉的混合物脫除硝酸鹽，效果更佳．他用上述KNO3溶液繼續(xù)設計如下實驗，探究碳粉的作用
| 假設 | 實驗操作 | 現(xiàn)象及結論 |
| 假設1：碳粉可用作還原劑，脫除硝酸鹽 | 向燒杯中加入 碳粉 碳粉 一段時間后，測定燒杯中NO3-的濃度 |
NO3-濃度無明顯變化，說明假設不成立 |
| 假設2：碳粉、鐵粉形成無數(shù)個微小的原電池，促進了硝酸鹽的脫除 | 按下圖所示組裝實驗裝置，一段時間后，測定NO3-濃度 |
Fe電極部分溶解，電流計指針偏轉 Fe電極部分溶解，電流計指針偏轉 ，說明假設2成立 |
碳粉作為催化劑，提高脫除硝酸鹽反應速率
碳粉作為催化劑，提高脫除硝酸鹽反應速率
．【考點】性質實驗方案的設計．
【答案】避免空氣中氧氣對Fe與NO3-離子反應的干擾；Fe（OH）2；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；取濾液，加入幾滴K3[Fe（CN）6]溶液，有藍色沉淀生成，證明濾液中存Fe2+，；溶液中存在Fe2+、NO3-離子，加入硫酸，發(fā)生反應：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，生成的Fe3+和SCN-反應使溶液呈紅色；碳粉；Fe電極部分溶解，電流計指針偏轉；碳粉作為催化劑，提高脫除硝酸鹽反應速率
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：67引用：3難度：0.5
相似題
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1．如圖是在實驗室進行二氧化硫制備與性質實驗的組合裝置，部分固定裝置未畫出。
（1）在組裝好裝置后，若要檢驗A～D裝置的氣密性，其操作是首先，然后往D中裝入水，然后微熱A，觀察到D中有氣泡冒出，移開酒精燈或松開雙手，D中導管有水柱形成且高度保持不變，說明裝置氣密性良好。
（2）裝置D中盛放NaOH溶液的作用是。
（3）關閉彈簧夾1后，打開彈簧夾2，殘余氣體進入E、F、G中，能說明I-還原性弱于SO2的現(xiàn)象為；發(fā)生反應的離子方程式是。
（4）為了驗證E中SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應，設計了如下實驗：取E中的溶液，往溶液中加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液，產生白色沉淀，說明SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應。上述方案是否合理？（填“合理”或“不合理”），原因是。
（5）實驗過程中G中含酚酞的NaOH溶液逐漸褪色，此實驗證明SO2具有漂白性還是其溶于水顯酸性？請設計實驗驗證：。發(fā)布：2024/12/30 14:0:1組卷：29引用：2難度：0.5 -
2．某化學興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應，用圖裝置進行有關實驗．請回答下列問題：
（1）裝置A中發(fā)生的化學反應的化學方程式為．
（2）裝置B 的作用是貯存多余的氣體，B中廣口瓶內應盛放的液體是（填序號）
①水 ②酸性KMnO4 ③Na2CO3溶液 ④飽和的NaHSO3溶液
（3）裝置C和D 中產生的現(xiàn)象相同，但原因卻不同．用離子方程式和必要的文字解釋C中溶液褪色的原因
（4）裝置D中試管口塞一團棉花，棉花中應浸有一種液體，這種液體是．
（5）實驗完畢，待A中燒瓶內液體冷卻后，過濾，向濾液中加入少量的蒸餾水稀釋，溶液為藍色．為了證明藍色只與Cu2+有關，而與其它離子無關，某同學設計了下列實驗，其中對實驗目的沒有意義的是（填序號）
①觀察稀H2SO4 溶液呈無色 ②觀察CuSO4 粉末呈白色 ③稀釋CuSO4溶液，溶液藍色變淺 ④往CuSO4溶液中加入足量NaOH溶液，生成藍色沉淀，過濾，濾液呈無色⑤往CuSO4溶液中加入足量BaCl2的溶液，生成白色沉淀，過濾，濾液仍顯藍色
發(fā)布：2024/12/30 14:30:1組卷：13引用：2難度：0.7 -
3．某同學為探究元素周期表中元素性質的遞變規(guī)律，設計了如下系列實驗。
Ⅰ．（1）將鈉、鉀、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的同濃度的鹽酸中，試預測實驗結果：與鹽酸反應最劇烈，與鹽酸反應產生的氣體最多。（填元素符號）
（2）向Na2S溶液中通入氯氣出現(xiàn)黃色渾濁，可證明Cl的非金屬性比S強，反應的離子方程式為：。
Ⅱ．利用如圖裝置可驗證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律
（1）儀器A的名稱為。
（2）實驗室中現(xiàn)有藥品：①稀鹽酸 ②稀硝酸 ③Na2SiO3溶液 ④Na2CO3固體，請選擇合適藥品設計實驗驗證 N、C、Si的非金屬性的變化規(guī)律；裝置A、B中所裝藥品分別為、。（填序號）但有同學認為該裝置有缺陷，如何改進？。發(fā)布：2024/12/30 14:30:1組卷：19引用：2難度：0.5